CFD-МОДЕЛЮВАННЯ ПРИЙНЯТНОСТІ ЗАСТОСУВАННЯ ПОШИРЕНИХ НА РИНКУ УКРАЇНИ ПЕЛЕТ, ЯК ПАЛИВА ДЛЯ ПЕЛЕТНОГО КОТЛА З ПАЛЬНИКОМ РЕТОРДНОГО ТИПУ
Ключові слова:
пелети, CFD-моделювання, модель горіння без попереднього змішування, теплообмін, променевий теплообмін, конвекціяАнотація
Котли СЕТ призначені для теплопостачання житлових будинків, споруд комунально-побутового та промислового призначення, обладнаних системами опалення з природною або примусовою циркуляцією води як теплоносія. Ескізні кресленики та деякі теплогідравлічні характеристики цих котлів представлені у відкритому доступі. На сайті розробника сказано, що котли працюють з автоматизованим завантаженням пелет з відходів деревини. Розробники наголошують, що можливе використання інших видів твердого палива зі зміною технічних характеристик та терміну служби котла.
Щоб не проводити вартісний експеримент з наявним обладнанням, автори засобами сучасного програмного комплексу ANSYS-Fluent розробили CFD (Computation Fluid Dynamics) модель процесів, що відбуваються в водогрійному котлі СЕТ 25 АП потужністю 25 кВт, під час спалювання різних видів пелет. Обчислення проводились за допомогою академічної ліцензії програмного комплексу ANSYS Student. Ця ліцензія є безкоштовною (з 2015 року) і призначена для вирішення ознайомлювальних і освітніх завдань в академічному середовищі. Для моделюванні процесів, що відбуваються під час спалювання пелет як палива, автори провели моделювання теплогідравлічних характеристик течії безперервної газової фази під час її взаємодії з дискретною фазою у вигляді пелетних гранул. Проведена верифікація результатів CFD-моделювання згідно з паспортними даними, які представлені розробником котла СЕТ-25 для випадку спалювання дерев’янистих пелет. Показано, що розбіжність результатів не перевищує 2 %, отже розроблену модель можна використовувати для моделювання спалювання інших поширених видів пелет: з деревини хвойних порід, рапсу, з пташиного посліду та соломи, а також з донних мулів. Отримані результати можуть бути корисними для проектування нових конструкцій водогрійних котлів і повіркового розрахунку наявних.
Посилання
Про види твердопаливних котлів. [Електронний ресурс]. Режим доступу: https://altep.ua/articles/pro-vikidi. Дата звернення 16.01.2022.
Паливні пелети. Характеристики і види. [Електронний ресурс]. Режим доступу: https://galmet.com.ua/yak-tse-pratsyuye/palyvni-pelety-harakterystyky-ta-vydy.html . Дата звернення 13.03.2025.
Все про пелети. [Електронний ресурс]. Режим доступу: http://liberator.com.ua/ua/vse-pro-peleti/ . Дата звернення 16.01.2022 р.
M. Nekhamin, I. Beztsennyi, N. Dunayevska, and V. Vyfatnuik, “On using the ANSYS FLUENT software for calculating the process of burning a mixture of particles from different types of solid fuels,” Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, no. 4(8 (106)), pp. 48-53, 2020. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.209762 .
A. A. Bhuiyan, and J. Naser, “CFD modelling of co-firing of biomass with coal under oxy-fuel combustion in a large scale power plant,” Fuel, no. 159, pp. 150-168, 2015. https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2012.05.011 .
F. Okasha, “Modeling combustion of straw–bitumen pellets in a fluidized bed,” Fuel Processing Technology, no. 88, pp. 281-293, 2007.
T. Ferreira, J. M. Paiva, and C. Pinho, “Comparative analysis of fluidized and fixed beds to obtain data on the Char Pellet’s combustion regime,” International Journal of Energy for Clean Environment, no. 21, pp. 237-68, 2020. https://doi.org/10.1615/InterJEnerCleanEnv.2020034698 .
A. S. Mikhailov, O. A. Evdokimov, A. I. Guryanov, and N. S. Spesivtseva, “Influence of the fractional composition of composite fuel granules on their characteristics as an energy source,” International Journal of Energy for Clean Environment, no. 18, pp. 231-42, 2017. https://doi.org/10.1615/InterJEnerCleanEnv.2017020710 .
H. D. Yildizay, and A. Esiyok, “Experimental investigation of coal and pellet combustion in a manual loaded stove. Energy Sources,” Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects, no. 1, pp. 1-15, 2021.
https://doi.org/10.1080/15567036.2021.1983085 .
Автоматичний пелетний котел СЕТ 25 АП, 25 кВт. [Електронний ресурс]. Режим доступу: https://teplo-mag.com.ua/p1166584039-avtomaticheskij-pelletnyj-kotel.html. Дата звернення 13.03.2025.
FLUENT 5.5 UDF User's Guide. Fluent Inc. September 2000, 563 р.
О. А. Сірий, М. З. Абдулін, і О. В. Баранюк. «Дослідження гідродинаміки потоку повітря в струменево-нішевій системі спалювання палива,» Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Збірник наукових праць. Серія: Енергетичні та теплотехнічні процеси й устаткування, Харків : НТУ «ХПІ», № 9 (1181), 162 с., 2016.
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, згодні з такими умовами:
- Автори зберігають авторське право і надають журналу право першої публікації.
- Автори можуть укладати окремі, додаткові договірні угоди з неексклюзивного поширення опублікованої журналом версії статті (наприклад, розмістити її в інститутському репозиторії або опублікувати її в книзі), з визнанням її первісної публікації в цьому журналі.
- Авторам дозволяється і рекомендується розміщувати їхню роботу в Інтернеті (наприклад, в інституційних сховищах або на їхньому сайті) до і під час процесу подачі, оскільки це сприяє продуктивним обмінам, а також швидшому і ширшому цитуванню опублікованих робіт (див. вплив відкритого доступу).
